DATE2024.02.29 #Press Releases
耐光性に優れたライブセルイメージング用近赤外蛍光標識剤を開発
～立体化学によって細胞膜透過性が異なることを発見～
名古屋大学
理化学研究所
東京大学大学院理学系研究科
科学技術振興機構
発表概要
名古屋大学トランスフォーマティブ生命分子研究所（WPI-ITbM※）の多喜 正泰 特任准教授、山口 茂弘 教授、フロハンス タマ(Florence Tama)教授（理化学研究所計算科学研究センター チームリーダー）、東京大学大学院医学系研究科・同大学院理学系研究科（兼務）の岡田 康志 教授（理化学研究所生命機能科学研究センター チームリーダー）らの研究グループは、高い耐光性と細胞膜透過性を兼ね備えたライブセルイメージング）用近赤外蛍光標識剤の開発に成功しました。
近赤外領域の光は生体に対する毒性が低く、かつ自家蛍光の影響も受けにくいため、生細胞の長時間イメージングに適しています。また、広く利用されている可視光領域の蛍光タンパク質や蛍光標識剤と波長域が重ならないことから、多色で標的を染色するのにも有用です。しかし、近赤外蛍光色素の多くは水溶性や化学的な安定性が低く、光によって劣化してしまうため、長時間の観察が必要となるオルガネラのライブセルイメージングへ利用可能なものは非常に限られていました。
本研究では、光に対する安定性に優れた近赤外蛍光標識剤を開発し、細胞膜透過性を評価しました。その結果、化合物の三次元的な構造である立体化学が細胞膜透過性に大きな影響を与えることを発見しました。膜透過性を有する近赤外蛍光標識剤を用いることで、蛍光イメージングによる任意のオルガネラの特異的標識を達成しました。また、超解像５次元イメージング（3D+時間＋波長）により、オルガネラ同士の相互作用を追跡することにも成功しました。
本研究成果は、2024年2月27日付ドイツ化学会誌「Angewandte Chemie International Edition」オンライン版に掲載されました。
図：(a) 生細胞オルガネラの多色イメージング。青: 核、緑: リソソーム、黄: ミトコンドリア、赤: 微小管、シアン: 小胞体 (b) 細胞構造の超解像三次元イメージング。赤: 微小管 (SiR-Tubulin)、シアン: 小胞体 (trans-1) (c) 経時的に変化する小胞体ネットワーク構造
詳しくは、名古屋大学 のホームページをご覧ください。
発表雑誌
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雑誌名 論文タイトル Stereochemistry-Dependent Labeling of Organelles with a Near-Infrared-Emissive Phosphorus-Bridged Rhodamine Dye in Live-Cell Imaging